Sisältö
Gregor Mendelin klassisten hernekasvien kokeilusta lähtien tutkijat, lääkärit ja viljelijät ovat tutkineet miten ja miksi ominaisuudet vaihtelevat yksittäisten organismien välillä. Mendel osoitti, että valko- ja purppurakukkaisten hernekasvien risti ei luonut sekoitettua väriä, vaan pikemminkin vain violetti- tai valkokukkaista jälkeläistä. Tässä tapauksessa violetti on hallitseva piirre, jota hallitsee kukkavärigeenin violettiväri-alleeli.
Geenit ja alleelit
Geeni on DNA-osa, joka koodaa proteiinia. Organismin piirteet määräytyvät suurelta osin yksilön geenien ja tuloksena olevien proteiinien perusteella. Geenit vievät tiettyjä paikkoja pitkin pitkää DNA-molekyyliä kromosomien ytimessä. Jokaisella organismilajilla on tietty määrä kromosomeja. Seksuaalisesti lisääntyvissä organismeissa on kaksi sarjaa kromosomeja, yksi joukko jokaiselta vanhemmalta. Esimerkiksi hernekasvilla on 14 kromosomia tai seitsemän paria, mukaan lukien pari kromosomeja, joiden geenit määrittävät kukan värin. Paria kromosomiparia vastaavia geenejä kutsutaan alleeleiksi.
Alleelisuhteet
Pari alleelia voivat olla vuorovaikutuksessa eri tavoin. Hallitseva alleeli peittää recessiivisen alleelin määrittelemät piirteet. Hernesukkiesimerkissä purppura on hallitseva valkoisen suhteen. Hallitseva alleeli ekspressoi proteiineja, jotka johtavat violettiin väriin. Nämä proteiinit hallitsevat sisar-alleelin tuottamien valkokukkaproteiinien suhteen. Alleelisuhteet ovat tilanteellisia. Violetti väri voi esimerkiksi olla recessiivinen toiselle alleelille, kuten sellaiselle, joka koodaa keltaista väriä. Yhdessä hallitsevilla alleeleilla on yhtä suuri vaikutus, mikä luo ilmauksen molemmista piirteistä. Esimerkiksi, jos purppuranpunaisia ja valkoisia kukkia johdetaan rinnakkais dominoivista geeneistä, tuloksena olevilla jälkeläisillä voi olla kukkia, joissa on valkoisia ja violettipisteitä.
todennäköisyydet
Hallitsevan ja recessiivisen suhteen esiintyminen alleeliparien välillä voidaan osoittaa todennäköisyyksillä, että jälkeläisillä on erilaisia piirteitä. Tarkastellaan esimerkiksi purppuraväristä alleelia, P, kasvissa, joka on ristissä kasvin kanssa, jolla on valkoinen kukkaväri, W. Tuloksena olevilla jälkeläisillä voi olla mikä tahansa kolmesta mahdollisesta alleelikombinaatiosta: PP, PW ja WW. Vain WW-tehtaalla on valkoisia kukkasia, koska W on resessiivinen P: lle. Kolmen yhdistelmän todennäköisyys on vastaavasti 25, 50 ja 25 prosenttia. Siksi mahdollisuudet saada purppurakukkaisia jälkeläisiä on 75 prosenttia.
Muut suhteet
Toinen alleelisuhde, epätäydellinen tai puolivalta, eroaa rinnakkaisvallasta. Jos violetti ja valkoinen kukkaväri ovat puolivaltaisista alleeleista, PW-jälkeläiset olisivat vaalean violetteja, sekoitus kahdesta piirteestä. Rinnakkaisvalta olisi tuottanut sen sijaan laikkuja. Epistasis on vuorovaikutus eri geenien alleelien välillä. Esimerkiksi kasvilajeilla voi olla yksi pari alleeleja väriä varten ja toinen pari värin ilmentymiseksi. Jos kasveilla on kaksi resessiivistä geeniä värin ilmentymiseen, kukan väri on valkoinen, riippumatta värialleelien meikistä.